(57)【要約】【課題】従来の機械加工工程によるスライダ周縁部の欠陥を排除する方法。【解決手段】スライダを機械加工する方法が開示される。スライダはローバーから賽の目に切断されてもよい。清浄な空気ジェットが、スライダを乾燥させてもよい。ウォータジェットによってガイドされるレーザが、スライダの周縁部を微細研削してもよい。スライダの端部及び先端部の角部が、所定の半径で面取りされてもよい。スライダが、純水で洗浄され、それから加熱炉で乾燥されてもよい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
レーザを用いてローバーからスライダを賽の目に切断する段階と、
レーザを用いてスライダの周縁部を微細研削する段階と、
ウォータジェットを用いてレーザをガイドする段階とを含む方法。
【請求項２】
ローバーが透明な保護膜を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
レーザの賽の目切断を容易にするために、透明な保護膜に進路を指示する段階をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
レーザの賽の目切断を容易にするために、ローバーに不透明な材料の進路を敷設する段階をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
レーザの賽の目切断を容易にするための不透明な進路を作成するために、透明な保護膜を着色する段階をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
透明な保護膜が透明なアルミナである、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
保護膜が不透明である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
レーザを使用して、ウェハからローバーを切断する段階をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ローバーが透明な下塗り膜を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
スライダ製造システムであって、
ローバーからスライダを賽の目に切断し、スライダの周縁部を微細研削するためのレーザと、
レーザをガイドするためのウォータジェットとを具備する、スライダ製造システム。
【請求項１１】
ローバーが透明な保護膜を有する、請求項１０に記載のスライダ製造システム。
【請求項１２】
レーザの賽の目切断を容易にするために、透明な保護膜に進路を指示するためのエッチング工具をさらに具備する、請求項１１に記載のスライダ製造システム。
【請求項１３】
レーザの賽の目切断を容易にするために、ローバーに不透明な材料の進路を敷設するための塗布器をさらに具備する、請求項１１に記載のスライダ製造システム。
【請求項１４】
透明な保護幕が、レーザの賽の目切断を容易にするための不透明な進路を、作成するために着色される、請求項１１に記載のスライダ製造システム。
【請求項１５】
透明な保護膜が透明なアルミナである、請求項１１に記載のスライダ製造システム。
【請求項１６】
保護膜が不透明である、請求項１０に記載のスライダ製造システム。
【請求項１７】
レーザが、ウェハからローバーを切断するために使用される、請求項１０に記載のスライダ製造システム。
【請求項１８】
ローバーが透明な下塗り膜を有する、請求項１０に記載のスライダ製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ハードディスク駆動装置のスライダに関する。さらに詳細には、本発明は、ハードディスク駆動装置用のスライダの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置は、磁気的な読取り及び書込み要素によってアクセスされる、基本的に一連の回転するディスクからなる共通情報記憶装置である。これらのデータの伝達要素、トランスデューサとして周知の伝達要素は、一般的にスライダ本体に組込まれ運ばれ、スライダ本体は、読取り又は書込み操作を実行出来るようにディスクに形成される不連続なデータトラック上で、密接な関係の位置に保持される。ディスク表面に対してトランスデューサを適切に位置付けるために、スライダ本体に形成された空気軸受表面（ＡＢＳ）は、ディスクデータトラック上でスライダ及びトランスデューサを「浮上する」ために十分な揚力を提供する空気流動を受ける。磁気ディスクの高速回転は、ディスクの接線方向速度にほぼ平行な方向で、その表面に沿った空気流動又は風の流れを発生する。空気流動は、回転するディスク上でスライダを浮上することが出来るスライダ本体のＡＢＳと協働する。実際には、懸架されたスライダは、この自己作動する空気軸受を介して物理的にディスク表面から分離される。
【０００３】
ABS構造における幾つかの主要な目的は、スライダ及びその付属するトランスデューサを回転する表面に出来るだけ近づけて浮上すること、及び変化する浮上条件に関係なくその一定の近接する間隔を一様に維持することである。空気軸受スライダと回転する磁気ディスクとの間の高さ又は分離間隔は、一般的に浮上高さとして画定される。概ね、取付けられたトランスデューサ又は読取り/書込み要素は、回転するディスク表面上でほんの約数ナノメータを浮上する。スライダの浮上する高さは、搭載された読取り/書込み要素の磁気ディスクへの読取り及び記録する能力に影響を及ぼす最も重要なパラメータの一つと考えられる。相対的に小さな浮上高さは、ディスク表面の異なるデータビット位置の間で、トランスデューサがより高い分解能を達成することができ、従って、データ密度と記録容量を向上する。比較的に小型でさらにパワフルなディスク駆動装置を利用する軽量でコンパクトなノート型コンピュータへの高まる人気に伴って、段々により低い浮上高さに対する要求が、連続的に増大する。
【０００４】
図１に示されたように、一般的にカタマラン（catamaran）型スライダ１０４として知られるＡＢＳ１０２の構造は、ディスクに向合うスライダ表面の外側端部に沿って延伸する一対の平行なレール１０６と１０８によって形成してもよい。様々な表面積及び外形を備える三つ又はそれ以上の追加のレールを含む、その他のＡＢＳ１０２配置もまた開発された。二つのレール１０６と１０８は、一般的に先端部１１０から後端部１１２までのスライダ本体の長さの少なくとも一部分に沿って進む。先端部１１０は、回転するディスクが、後端部１１２に向かってスライダ１０４の長さを進む前に通過するスライダの端部として画定される。先端部１１０は、この機械加工工程に一般的に付随する大きな好ましくない許容誤差にもかかわらず先細りにしてもよい。トランスデューサ又は磁気要素１１４は、図１に示すようなスライダの後端部１１２に沿った場所に一般的に装着される。レール１０６と１０８は、スライダが浮上する空気軸受表面を形成し、回転するディスクによって生じた空気の流れに接した時に必要な揚力を提供する。ディスクが回転する時に、発生する風又は空気の流れは、カタマラン型スライダのレール１０６と１０８の下側及び二つの間沿って進む。空気の流れがレール１０６と１０８の下側を通過する時に、レールとディスクとの間の空気圧は増加し、それ故に加圧及び揚力を提供する。カタマラン型スライダは概ね、回転するディスク上で適切な高さにスライダを浮上させるための、十分な揚力量又はプラスの負荷力を生じる。レール１０６と１０８が無い場合に、スライダ本体１０４の大きな表面積は、過度に大きな空気軸受の表面積を生ずるだろう。概ね、空気軸受の表面積が増加すると、発生する揚力量もまた増加する。レールが無ければ、その結果スライダは回転するディスクからはるかに浮上し、それによって、低い浮上高さを有することによる述べられた利点の全てを捨てることになるであろう。
【０００５】
現在のスライダ製造技術は、例えばスライス切断、研削、ラップ仕上げ、賽の目切断のようなダイヤモンドに関連する機械加工工程を含む。特に賽の目に切断する工程は、非常に重要であり、加工する材料の温度を下げるために冷却水の不断の供給によって、高速で回転するダイヤモンド丸のこ刃を使用してしばしば実施される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この賽の目に切断する工程中に、賽の目にされた表面に沿った端部１１６は、スライダの端部に沿って隆起を形成する機械加工の変形を受けやすい。変形量は、例えば送り出し速度、のこ刃の特性などのような機械加工のパラメータに依存し、高さにおいて一般的に10から15ナノメータの範囲となる。このスライダ端部の隆起は、それらがスライダのABSより高くなると、ハードディスクの界面で壊滅的な破損を導くことにもなる。この課題は、例えば、ピコ（PICO）型からフェムト（FEMTO）型までのスライダのように、駆動装置のヘッドの形状因子を減少することに伴って指数関数的に浮上する。
【０００７】
従来のダイヤモンドのこ挽き工程の別の主要な課題は、機械加工中に発生する熱の結果として、スライダの端部に沿って微小クラック及び割れ目の発生である。装置に組込まれた場合に、これらは、スライダに熱的な又は機械的な衝撃荷重が掛かっている間に、破砕のための基点として振舞うだろう。スライダの容量が終始増大し、スライダの浮上高さが連続して減少するので、これは好ましくない欠点になる。
【０００８】
基板の粒子の発生もまた、基板のスライダ端部の微小クラック及び割れ目によって潜在的に起こる重要課題である。これらの粒子は、賽の目切断の結果として、ＡＢＳの先端部及び賽の目に切断された端部から発生されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの課題を最小にするための一つのアプローチは、例えば送り出し速度、冷却材の流れ、及びスピンドルの回転速度のような賽の目に切断する機械装置の切断パラメータを最適化することによってなされる。この方法で、付着量と微小クラックの量は、ある程度減少させることが出来るだろうが、切断の仕組みの結果として、ある量の変形と割れ目が常にあるだろうから決して排除することは出来ない。
【００１０】
代替の方法においてレーザは、賽の目に切断するスライダの端部１１６に熱を加えるのに向いており、従って、スライダ端部の隆起が、スライダのＡＢＳより下流に移動する結果として、応力レベルを変える。この工程はまたスライダの曲率を、クラウン（crown）及びクロスクラウン（cross crown）の両方において変えるから、スライダによって要求される曲率が隆起の曲率より大きい場合に限って、工程はスライダの隆起に対して補正することが可能である。ＡＢＳ構造の進歩に伴って、浮上高さは、スライダの曲率にほぼ無関係になり、又はいかなる曲率も無いスライダを要求することが可能になるだろう。さらにこの技術は、取出される粒子の源になり得る先端部に起因する粒子の発生に注意を向けていない。別の技術は、スライダの曲率を変えるためにレーザでスライダの背面を熱することと、同様にＡＢＳ表面より下流にスライダ端部の隆起を変えることとによって、スライダ１０４の曲率を変える。
【００１１】
先に述べられた技術の大部分は、スライダ材料を除去するために、従来の連続の又はパルス状のレーザを使用する。これらのレーザに関連する主要な課題の一つは、発生する局所的な熱の量である。この熱は、材料の再配置を導き、駆動装置レベルにおいて、悲惨な破損を広げうる、端部の微細クラックと割れ目をさらに起こすだろう。
【００１２】
上に述べられたように、賽の目に切断する工程は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の製造工程が始まる前の製造ラインの最終機械加工段階であるから、スライダ製造において重要な段階である。図２に示されたように、賽の目に切断する段階は、空気軸受表面（ＡＢＳ）１０２の端部１１６に沿って機械的なひずみ及び変形２０２を残している。これらの変形２０２は、ラッピングのような先行工程に起因して、ＡＢＳ１０２で圧縮力の蓄積の結果となりうる。ディスクの記憶密度が連続的に増加するとともに、スライダに対するディスク表面により近接して浮上することの要求もまた増加する。スライダ端部１１６で、変形２０２がＡＢＳより高くなることが起こると、これはディスク駆動装置において壊滅的な破損を導くことになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
スライダを機械加工する方法が開示される。一つの実施形態において、ウォータジェットによってガイドされるレーザが、ウェハからローバーを、ローバーからスライダを賽の目に切断してもよい。清浄な空気ジェットがスライダを乾燥してもよい。ウォータジェットガイド式レーザが、スライダの周縁部を微細研削してもよい。スライダの端部と先端部の角部を、所定の半径に面取りしてもよい。スライダを純水で洗浄し、それから加熱炉で乾燥する。
【００１４】
図３は本発明の実施形態による、スライダを機械加工するための一つの方法をフローチャートで説明する。工程は図４で示されたように、ローバーをホルダ又は部分工具（part off tool）４０２に配置することによって開始する（ブロック３０５）。ＡｌＴｉＣの合成物から、ローバーを製作してもよい。ローバーをスライダに賽の目切断するために、従来のダイヤモンド鋸を使用してもよい（ブロック３１０）。先に図２に示されたように、この方法は一般的に、ＡＢＳパッドからスライダ端部に向かって20から40マイクロメータのオーダで、高さが約12マイクロメータの隆起を生じる。賽の目に切断した後に、清浄な空気ジェットを使用して、スライダを乾燥してもよい（ブロック３１５）。
【００１５】
図５ａで示されたように、スライダ１０４のＡＢＳ１０２の全周縁部５０４を微細研削するのに、レーザ５０２を使用する場合に、分かれたスライダ１０４が、ホルダ４０２に残ってもよい（ブロック３２０）。図５ｂで示されたように、レーザ５０２は、ウォータジェット５０６によってガイドされる。非常に小さなノズルを介して、ウォータジェット５０６をスライダ１０４に集中してもよい。レーザ５０２は、パルスレーザであってもよい。ビームは、ウォータジェット５０６を介して伝播し、スライダ１０４に当たる。ウォータジェット５０６を介してパルスレーザを使用することによって、冷却効果が、レーザの加熱効果を支配してもよい。ウォータジェット５０６は、主にレーザビーム５０２のための光学的ガイドとして使用される。レーザビームが材料を融除する場合に、ウォータジェットが冷却するから、スライダは熱の導入によって損傷されない。スライダの曲率は変化せず、端部５０４は、バリ、クラック、及び割れ目が無い。ウォータジェットガイド式レーザとして、シノヴァ（SYNOVA（登録商標）（R））マイクロジェット（Micro-jet（登録商標）（R））レーザを使用してもよい。
【００１６】
代替として、ローバーを賽の目に切断するために、ウォータジェットガイド式レーザ５０２を使用してもよく、約30マイクロメータのより狭い賽の目に切断する切り溝幅４０４を可能にする。賽の目に切断する切り溝幅４０４は、賽の目に切断された表面４０６の間の間隔である。賽の目に切断する切り溝幅４０４を狭くすることは、より多くのスライダをローバーに詰めこむことを可能にし、材料のコストを低減する。
【００１７】
スライダの微細研削量は、列ブロックの賽の目に切断すること及びスライダの形状因子に完全に依存する。図６に示されたように、スライダ端部の隆起５０６は、完全に取除かれ、賽の目に切断された先端部５０４に沿って小半径の曲率６０２に成ってもよい（ブロック３３０）。端部を丸くすることは、駆動操作中にスライダから粒子が落ち出る可能性を低減するかもしれない。この部分の工程のために、ウォータジェットのノズルを40マイクロメータに広げてもよい。
【００１８】
先端部に形成される角部７０２が、駆動装置で衝撃荷重の発生中に、ディスクを損傷するかもしれない。図７ａの斜視図及び図７ｂの平面図に示されたように、ウォータジェットガイド式レーザ５０２が、先端部７０２の角部を所望される半径に研削してもよい（ブロック３３５）。研削作業が賽の目に切断する工程に組込まれて、製造ラインの作業段階を減少することが出来るだろう。
【００１９】
それから、正規の純水を使用してスライダ１０４を洗浄してもよい（ブロック３４０）。それから、加熱炉でスライダを乾燥してもよい（ブロック３４５）。それから、部分工具４０２からスライダ１０４を取外し、正規の製造工程のためのトレイに配置してもよく（ブロック３５０）、工程は完了する。
【００２０】
図８は、本発明の実施形態によるスライダを機械加工するための代替の方法を、フローチャートで説明する。工程は、ウェハに賽の目に切断する進路を作成することで開始する（ブロック８０５）。レーザ５０２が、ウェハをローバーに賽の目切断をしてもよい（ブロック８１０）。レーザ５０２は、ウォータジェット５０６によってガイドされる（ブロック８１５）。賽の目に切断する進路は、ローバー上に作成される（ブロック８２０）。ローバーは、ホルダ又は部分工具４０２に配置される（ブロック８２５）。ウォータガイド式レーザ５０２は、ローバーをスライダに賽の目切断する（ブロック８３０）。分割されたスライダ１０４は、ウォータジェットガイド式レーザ５０２が、スライダ１０４のＡＢＳ１０２の全周縁部５０４を微細研削する場合に、ホルダ４０２に残ってもよい（ブロック８３５）。賽の目に切断された先端部５０４に沿って小半径の曲率６０２を作成し、スライダ端部の隆起５０６を完全に取除いてもよい（ブロック８４０）。ウォータジェットガイド式レーザ５０２が、先端部７０２の角部を所望する半径に研削してもよい（ブロック８４５）。それから、部分工具４０２からスライダ１０４を取外し、正規の製造工程のためのトレイに配置してもよく（ブロック８５０）、工程が完了する。
【００２１】
図９ａからｂは、スライダ１０４の一つの実施形態を平面図と側面図で説明する。スライダ基板９０２は、重量比が70対30のアルミナ（Al2O3）対炭化チタン（TiC）から成ってもよい。それから、優れた誘電媒体である、スパッタされた透明なアルミナの下塗り膜材料９０４を用いて、基板９０２に付着してもよい。付着の厚さは、異なる製造条件に基づく個々のウェハ構造に依存するかもしれない。従来のホトリソグラフィ技術及び電気付着技術を使用して、スパッタされた透明なアルミナに遮蔽層９０６と読取り/書込みセンサ９０８を組込んでもよい。それから、保護膜材料９１０を用いて、読取り/書込みセンサ９０８を注意深く付着してもよく、保護膜材料９１０はまた、ヘッドの読取り/書込みセンサ９０８を覆う誘電媒体として役立っている。
【００２２】
図１０ａからｄは、ウェハから個別のスライダを製作するための工程をブロックダイヤグラムで説明する。図１０ａにおいて、ウェハ１００２をブロック１００４に切断してもよい。図１０ｂにおいて、ブロック１００４からローバー１００６を切断してもよいことが示される。図１０ｃにおいて、ローバー１００６からスライダ１０４を切断してもよい。図１０ｄにおいて、ローバーから切断された一組のスライダ１０４が示される。
【００２３】
保護膜及び下塗り膜の、材料の透明度は、レーザエネルギーの不均一な吸収となるかもしれず、後端部で不均一な切断の原因になる。レーザエネルギーの吸収は、例えば、下塗り膜及び保護膜の材料に対して、アルミニウム窒化物のような異なる材料を使用することによって改善されるかもしれない。代替として、透明なアルミナを不透明にするために、化学的な含有量を変化することによって透明なアルミナを着色してもよい。図１１ａからｄは、化学的な含有量を変化することなく切断のために、ローバーを段取りするための一つの実施形態を、ブロックダイヤグラムで説明する。図１１ａにおいて、賽の目に切断する進路１１０２が、切断する前にウェハ１００２にエッチングされる。一般の機械加工技術を使用して、ウェハ１００２をエッチングしてもよく、切断されるべき唯一のものとして基板材料を残す。図１１ｂにおいて、第二の賽の目に切断する進路１１０４は、ローバー１００６にエッチングされる。図１１ｃにおいて、賽の目に切断する進路１１０６は、レーザがウェハ１００２上を移動すべき経路に沿って、一片の不透明な材料を敷設することによって準備される。不透明な材料は、シリコン又はその他のどのような材料であってもよく、これらは、スライダヘッドの特性に有害な影響を及ぼさないだろう。図１１ｄにおいて、不透明な材料の第二の賽の目に切断する進路１１０８は、ローバー１００６に置かれる。
【００２４】
幾つかの実施形態が、ここで明確に説明され記述されているが、当然のことながら、本発明の改良と変更は、上述の教示によって及び本発明の精神と意図した範囲から逸脱することなく添付された請求項の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】周知技術の読取り/書込みヘッドを備えるスライダ装置の斜視図である。
【図２】周知技術の賽の目に切断する工程によって変形したスライダの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態によるスライダを機械加工するための一つの方法を、フローチャートで説明する。
【図４】本発明の実施形態によるホルダとスライダの斜視図である。
【図５ａ】本発明の実施形態によるスライダとウォータジェットガイド式レーザの斜視図である。
【図５ｂ】本発明の実施形態によるスライダとウォータジェットガイド式レーザの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による面取りされた端部を有するスライダの側面図である。
【図７ａ】本発明の実施形態による面取りされた先端部の角部を有するスライダの斜視図及び平面図である。
【図７ｂ】本発明の実施形態による面取りされた先端部の角部を有するスライダの斜視図及び平面図である。
【図８】本発明の実施形態によるスライダを機械加工するための別の方法を、フローチャートで説明する。
【図９ａ】スライダの一つの実施形態を平面図及び側面図で説明する。
【図９ｂ】スライダの一つの実施形態を平面図及び側面図で説明する。
【図１０ａ】ウェハから個別のスライダを製作するための工程を、ブロックダイヤグラムで説明する。
【図１０ｂ】ウェハから個別のスライダを製作するための工程を、ブロックダイヤグラムで説明する。
【図１０ｃ】ウェハから個別のスライダを製作するための工程を、ブロックダイヤグラムで説明する。
【図１０ｄ】ウェハから個別のスライダを製作するための工程を、ブロックダイヤグラムで説明する。
【図１１ａ】化学的な含有量を変化すること無く切断するために、ローバーを段取りするための一つの実施形態をブロックダイヤグラムで説明する。
【図１１ｂ】化学的な含有量を変化すること無く切断するために、ローバーを段取りするための一つの実施形態をブロックダイヤグラムで説明する。
【図１１ｃ】化学的な含有量を変化すること無く切断するために、ローバーを段取りするための一つの実施形態をブロックダイヤグラムで説明する。
【図１１ｄ】化学的な含有量を変化すること無く切断するために、ローバーを段取りするための一つの実施形態をブロックダイヤグラムで説明する。
【符号の説明】
【００２６】
１０２    空気軸受表面（ＡＢＳ）
１０４    スライダ
５０２    レーザ
５０４    周縁部
５０６    ウォータジェット
９０４    下塗り膜材料
９０８    読取り/書込みセンサ
９１０    保護膜材料
１００２    ウェハ
１００６    ローバー
１１０２    賽の目に切断する進路
【図１】
2007066504.tif 000003
【図２】
2007066504.tif 000004
【図３】
2007066504.tif 000005
【図４】
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【図５ａ】
2007066504.tif 000007
【図５ｂ】
2007066504.tif 000008
【図６】
2007066504.tif 000009
【図７ａ】
2007066504.tif 000010
【図７ｂ】
2007066504.tif 000011
【図８】
2007066504.tif 000012
【図９ａ】
2007066504.tif 000013
【図９ｂ】
2007066504.tif 000014
【図１０ａ】
2007066504.tif 000015
【図１０ｂ】
2007066504.tif 000016
【図１０ｃ】
2007066504.tif 000017
【図１０ｄ】
2007066504.tif 000018
【図１１ａ】
2007066504.tif 000019
【図１１ｂ】
2007066504.tif 000020
【図１１ｃ】
2007066504.tif 000021
【図１１ｄ】
2007066504.tif 000022
【外国語明細書】
2007066504000001.pdf